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REVISTA DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS, Canoas, v.2, n.2, p. 5 a 23, 2008 / ISSN 1981-8858

AVALIAÇÃO DO PROCESSO EROSIVO EM ÁREA DEGRADADA POREMPRÉSTIMO DE SOLO COM A INTRODUÇÃO DE Paspalum notatum

Paulo César Licks1Antonio Thomé1

Pedro Domingos Marques Prietto1Eduardo Pavan Korf1

Viviane Rocha Dos Santos1

RESUMO

A construção de empreendimentos de grande porte necessita, na maioria das vezes,

do empréstimo de solo de outras regiões. As áreas de empréstimo sofrem problemas

de degradação, devido à remoção da cobertura vegetal e extração do solo, podendo

causar fenômenos erosivos. O trabalho avaliou os efeitos da introdução de cobertura

vegetal na redução do processo erosivo em um Nitossolo Háplico de uma área

degradada. O estudo aconteceu no canteiro de obras do Aproveitamento Hidrelétrico

Barra Grande, localizado no município de Anita Garibaldi (SC), no rio Pelotas.

Foram escolhidas duas áreas de estudo. Na primeira (A1) foram realizados dois

testes e na segunda (A2) apenas um teste. Cada teste foi realizado em um espaço

isolado de 2 x 3 metros e em cada um deles foram adotados dois tratamentos com a

introdução da espécie Paspalum notatum em 0 % (T1) e 100 % (T2) da área. Em

cada parcela, após as precipitações, o material carreado foi enviado para laboratório

para análise granulométrica e quantificação de massa perdida. A perda de solo para

o tratamento 2 (T2) foi 23 vezes menor que o tratamento 1 (T1). O coeficiente de

erodibilidade médio foi de 0,23. O estudo permitiu concluir que a introdução da

espécie Paspalum notatum reduziu consideravelmente o potencial erosivo do solo.

Palavras-chave: áreas de empréstimo de solo, degradação, recuperação ambiental,

construção de barragem

ABSTRACT

Evaluation of the erosive process in a degraded area by soil extraction with thePaspalum notatum introduction. Large-scale construction usually needs the loan

of soil from different deposits. The loan areas suffer problems of degradation due to

the removal of vegetable cover and soil extraction that can cause erosive phenomena.

1 Faculdade de Engenharia e Arquitetura, Universidade de Passo Fundo. E-mail: [email protected]


LICKS, P. C. et al.6

This work evaluated the effects of the vegetable cover introduction on the erosive

phenomena reduction in a degraded area with Nitosoil. The study was developed in

the construction place of the Barra Grande Dam, located in south Brazil at the

Pelotas River. Two degraded areas were used in this research. In the first one (A1),

two tests were carried out and in the second one (A2) only one test was carried out.

Each test was carried out in an isolated space with 2 x 3 m. In each area two treatments

had been adopted, one with Paspalum notatum introduction in 100% of the area

and the other one without vegetable cover. After each rain period the soil carried by

water was collected and taken to the laboratory for grain size analyses and mass

quantification. The soil loss in the area with Paspalum notatum cover was 23 times

lower than in the area without vegetable cover. The mean erodibility index for the

studied soil was 0.23. The study permitted to conclude that the Paspalum notatum

introduction reduced considerably the erosive potential in nitosoil.

Key words: soil deposit areas, degradation, environmental impact, dam construction

INTRODUÇÃO

A construção de grandes empreendimentos necessita, na maioria das vezes, doempréstimo de solo de outras regiões. Nesses locais, denominados de áreas de em-préstimo, o ambiente é modificado pela remoção da cobertura vegetal e do solo, eem muitos casos do subsolo, reduzindo a espessura da camada entre a superfície dosolo e a rocha matriz. Essas condições propiciam fenômenos erosivos, principal-mente de forma hídrica, e grandes impactos ambientais, fazendo com que a biotatenha dificuldades para sobreviver em decorrência da modificação de seu habitatdesencadeando, assim, desequilíbrios ambientais. Desse modo, surge a necessidadede intervenções para recuperação desses locais, inserindo condições que auxiliem narestauração natural, através da sucessão ecológica.

A perda de solo, por erosão hídrica, está intimamente ligada à precipitação,devido à sua capacidade de desagregação dos solos. A erosão hídrica dos solos e aprodução de sedimentos têm sido objetos de preocupação na gestão do uso do soloe água. A erosão dos solos é, na maioria dos casos, o processo de perda de nutrientesdo solo de maior importância quantitativa. Essa perda dificulta o desenvolvimentoda vegetação, retardando a formação da cobertura protetora do solo e diminuindogradativamente a resiliência desse novo sistema (Tomé Junior, 1997; Lima e Zakia,2001; Ponce Álvares e Pimenta, 2005).

Para Bastos et al. (2002), a erodibilidade dos solos representa os fatores do solocomo característica e cobertura e além desses, consideram-se também os fatores climáti-cos e topográficos. Os autores consideram também a erodibilidade como uma proprieda-de do solo que representa a facilidade com que as partículas são desagregadas e transpor-tadas por um agente erosivo. Os estudos da erodibilidade dos solos são utilizados para seperceber os níveis de sua degradação física, por meio das características ou mudança dosatributos físicos, como a porosidade, permeabilidade e densidade. Segundo Valente et al.(2001), “a erodibilidade dos solos é função de suas características morfológicas, físicas,químicas, biológicas e mineralógicas como a textura, a estrutura e a permeabilidade dosmesmos, indicando sua maior ou menor suscetibilidade à erosão”.

Gonçalves et al. (2003) afirmam que o solo é o substrato principal dosecossistemas naturais. Sua preservação e recuperação são imprescindíveis para oequilíbrio ecológico do ecossistema e para se evitar a degradação do mesmo. O solodegradado é aquele que sofreu perda parcial ou total de sua capacidade de sustentaro crescimento de plantas e outros organismos pela alteração dos seus atributos físicos,químicos e biológicos, iniciando-se com a remoção da cobertura vegetal.

A restauração de uma área degradada necessita de ações humanas apenas noinício do processo, sendo que a própria natureza se encarregará de sua continuidadepor meio do aumento gradual e natural da biodiversidade. Na ausência de intervençãohumana, o processo natural de sucessão vegetal pode ocorrer após um distúrbio. Oprocesso de recuperação por sucessão vegetal promove a melhoria gradual das condiçõesfísicas, químicas e biológicas do solo (Silva e Reis, 2000; Reis e Kageyama, 2003).

Para a recuperação de áreas de empréstimo de solo a espécie de grama nativaPaspalum notatum é indicada para revestimento vegetal de taludes. A grama-forquilha(Paspalum notatum) pertence à família das Poaceae ou gramíneas e se caracterizapor ser uma planta perene, herbácea, prostrada, de caule comprimido e comenraizamento nos nós (Lorenzi, 1991; Ambiente Brasil, 2006).

O objetivo da pesquisa é avaliar os efeitos da introdução de cobertura vegetalna redução do processo erosivo em um Nitossolo Háplico de uma área de jazida deempréstimo de solo.

MATERIAIS E MÉTODOS

Local de estudoO estudo foi realizado em uma área de empréstimo do canteiro de obras do

Aproveitamento Hidrelétrico Barra Grande, município de Anita Garibaldi, estado deSanta Catarina. O local está situado nas proximidades do Rio Pelotas. O local caracteriza-


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se por apresentar terreno inclinado, variando de ondulado, nas partes mais elevadas aíngreme ou escarpado, nas áreas mais próximas do leito do Rio Pelotas. A altitudevaria de 480 m a 900 m. As coordenadas geográficas do local do experimento são27°46’ S e 51°13’ W, correspondendo às coordenadas UTM SAD 69: 481724 e6928466. A altitude aproximada do local de implantação do experimento é de 780 m.

A figura 1 apresenta a localização da usina hidrelétrica de Barra Grande e afigura 2 apresenta o canteiro de obras e a área de empréstimo do aproveitamentohidrelétrico.

Figura 2. Canteiro de obras do aproveitamento hidrelétrico Barra Grande e local de estudo.

Figura 1. Localização da usina hidrelétrica Barra Grande. Fonte: Brasil (2007).



UHE Barra Grande

SoloAmostras deformadas de solo foram coletadas em duas áreas do local de emprés-

timo. As duas áreas apresentam terreno inclinado de aproximadamente 45°. A figura 3apresenta uma planta topográfica com a localização das áreas. A figura 4 apresenta aárea de empréstimo 1 (A1) e a figura 5 apresenta a área de empréstimo 2 (A2).

Figura 3. Planta de localização das duas áreas de estudo (sem escala).

Figura 4. Área de empréstimo 1 (A1).



A distribuição granulométrica do solo, de acordo com a NBR 7181 (ABNT,1984), apresenta uma alta concentração de argila, de 62,89 % para A1 e 50,25 %para A2. O solo apresentou índice de plasticidade (IP) de 24,6 % para A1 e 31,5 %para A2, o que o considera como plástico.

Os limites de Attemberg, segundo NBR 6459 e NBR 7180 (ABNT, 1984),indicam um solo altamente plástico. O índice de plasticidade (IP) é de 24,6 % paraA1 e 31,5 % para a área A2.

O peso específico real dos grãos, segundo a NBR 6508 (ABNT, 1984), é de 26kN/m³ para A1 e 27 kN/m³ para A2, valores característicos de solos residuais.

A classificação geotécnica do solo, segundo o sistema unificado – SUCS(ASTM, 1993), indica MH, um solo siltoso e de alta compressibilidade.

O solo apresenta baixa concentração de matéria-orgânica, menor que 0,8 %, epH de 4,3 para A1 e 4,8 para A2. O solo apresenta alta capacidade de troca catiônica(CTC), com 53,3 cmol

c.dm-³ para A1 e 39,3 cmol

c.dm-³ para a A2.

A classificação pedológica, de acordo com o mapa de solos do Brasil, segundoIBGE (2007), revela um Nitossolo Háplico. Esse solo, segundo Zimback (2007),apresenta as seguintes características: é um solo mineral, seu horizonte B é nítico (detextura argilosa ou muito argilosa) e que exige a presença do horizonte nítico, dentrodos primeiros cinqüenta centímetros do horizonte B.

Figura 5. Área de empréstimo 2 (A2).



As tabelas 1 e 2 apresentam a caracterização física e química do solo, respec-tivamente.

Tabela 1. Caracterização física.

Tabela 2. Caracterização química.

Experimento de perda de soloA figura 6 apresenta um fluxograma dos experimentos.

Figura 6. Fluxograma dos experimentos.

*Índice SMP. **Capacidade de troca catiônica.



Os experimentos foram compostos de um espaço retangular, de dois metros delargura por três metros de comprimento. Em cada uma das áreas (A1 e A2), foramimplantados dois níveis de tratamentos. O primeiro foi sem considerar introdução deleivas (T1) e o segundo com o plantio de leivas da espécie Paspalum notatum (populargrama forquilha) em 100 % (T2) do espaço retangular. Na A1 foram realizadas duasrepetições (E1 e E2) e na A2 foi realizado apenas um teste (sem repetição – E3).

A figura 7 apresenta os detalhes dos experimentos e a figura 8 a espécie utiliza-da em T2.

Figura 7. Experimento em A1 com plantio de gramínea à esquerda (T2) e à direita sem plantio (T1).

Figura 8. Espécie Paspalum notatum utilizada em T2.



A parcela da área considerada para a pesquisa foi isolada das áreas externas

por uma lona de 70 cm de altura fixada por estacas. A água e as partículas provenientes

do escoamento em decorrência das precipitações na área foram canalizadas por um

sistema de tubo de PVC com 75 mm de diâmetro até um recipiente coletor que

armazena a água (figura 7). De forma mensal e quinzenal, foram coletadas as partículas

carreadas durante o processo de escoamento. A massa das partículas foi quantificada

em laboratório. Os experimentos duraram sete meses e foram realizados de junho de

2006 a janeiro de 2007.

De forma mensal foram medidas as precipitações pluviométricas, através de

um pluviômetro instalado a 200 metros da área experimental (figura 3). A precipitação

pluvial histórica regional foi obtida com base nos dados da estação climatológica de

Campos Novos – Santa Catarina, no período entre os anos de 2002 e 2005.

A massa de partículas resultantes da perda por erosão foi correlacionada com a

análise das precipitações pluviométricas.

A taxa de erodibilidade do solo foi determinada a partir das características do

solo e do experimento de perda de solo. A taxa ou fator de erodibilidade foi obtido a

partir do Nomograma de Wischmeier et al. (1971).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na tabela 3, estão apresentadas as precipitações registradas para cada período

analisado e precipitação média diária.

Nas tabelas 4, 5, 6 e 7 estão apresentados os resultados de perda de massa de

solo em E1 e E2, realizados em A1 com os dois tratamentos (T1 e T2) após cada

período de precipitações.

Nas tabelas 8 e 9 estão apresentados os resultados de perda de massa de solo

média em E1 e E2, realizados em A1 com os dois tratamentos (T1 e T2),

respectivamente.



Tabela 3. Precipitações registradas para cada período analisado.



** amostra danificada no processo de análise.

Tabela 4. Perda de solo em E1 com T1.






Tabela 8. Perda de solo média em E1 e E2 com T1.

As tabelas 4, 6 e 8 apresentam que para T1 a perda de solo média se aproximou

a 12 kg, em todo período estudado. Para T2, as tabelas 5, 7 e 9 apresentam que a

perda de solo média não chegou a 0,5 kg.

Nas Tabelas 4, 6 e 8 pode ser observado que as chuvas torrenciais, como

esperado, tendem a agir com maior intensidade na desagregação e carregamento de

solo comparado com as chuvas mais amenas. É o caso do período entre o dia 8 e 22

de novembro, cuja precipitação média diária quase chegou a 60 mm. Nesse período

a perda de solo média foi 36,7 g.mm-1. Nos outros períodos a perda de solo média

não ultrapassou a 18,5 g.mm-1 de chuva.

As tabelas 8 e 9 destacam, ainda, a diferença da quantidade de solo perdido

pela erosão superficial por unidade de precipitação pluviométrica nos dois tratamentos.

Para T1 a perda de solo média chegou a 33,6 g de solo por mm de chuva, no período

de 8 a 22 de novembro de 2006. Para T2 a perda de solo média não chegou a 1,3 g de

solo por mm de chuva. Isso comprovou a retenção das partículas pela cobertura

vegetal e a dificuldade de desagregação do solo, pelo impacto da gota da chuva,

devido à cobertura do mesmo com vegetação.

Na tabela 10 e na tabela 11 estão apresentados os resultados de perda de massa

de solo no E3 realizado na A2 com os dois tratamentos de cobertura de solo utilizados

(T1 e T2) após cada período de precipitações.



Tabela 9. Perda de solo média em E1 e E2 com T2.


As tabelas 10 e 11 salientam a diferença de solo perdido por erosão. Para T1 aperda chegou a quase 1,8 kg de solo em todo período estudado, enquanto que paraT2 esta perda não chegou a 0,25 kg, para o mesmo período de coleta de solo.

Nas tabelas 10 e 11 pode se destacar, também, a diferença da quantidade desolo perdido pela erosão superficial por unidade de precipitação pluviométrica nosdois tratamentos. Pata T1 a perda chegou a 4 g de solo por mm de chuva em um dosperíodos, enquanto que para T2 (com Paspalum notatum) essa perda não chegou a1,4 g por mm de chuva, para o mesmo período, comprovando a retenção das partícu-las pela cobertura vegetal e a dificuldade de desagregação do solo, pelo impacto dagota da chuva, devido à cobertura do mesmo com vegetação.

Na tabela 12 estão apresentados os resultados médios de perda de massa desolo para o experimento, considerando a média dos três testes, com T1, após cadaperíodo de precipitações.






Na tabela 13 estão apresentados os resultados médios de perda mássica desolo para o experimento, considerando a média dos três testes, com T2, após cadaperíodo de precipitações.

Tabela 12. Perda de solo média para T1.

Na figura 9 está apresentado o comportamento médio da perda de solo,considerando a média dos três testes, para T1 e T2 com o comportamento daprecipitação ao longo de oito coletas realizadas no período de sete meses.




Tabela 13. Perda de solo média para T2.


Nas Tabelas 4 e 12 e na figura 9 percebe-se, de maneira geral, que a perdamédia de solo (g.mm-1) para T1 está diretamente relacionada com a precipitaçãomédia diária (mm). Ou seja, quanto maior a precipitação média diária, maior é aperda de solo por unidade de precipitação (mm). Uma exceção ocorreu no períodode 26 de outubro a 7 de novembro, quando ocorreu chuva de 33 mm em um únicodia, mas a perda de solo não foi tão elevada quanto se esperava. É provável que essachuva tenha ocorrido de forma homogênea durante as vinte e quatro horas do dia emque houve precipitação. Essa correlação, poderia ser melhor representada se ointervalo de medição equivalesse a uma hora e as chuvas torrenciais seriam melhorrepresentadas (milímetro por hora, ao invés de milímetros por dia).

A tabela 13 permite verificar que para T2 não existe o efeito das chuvastorrenciais, provavelmente, amenizado pelo efeito de cobertura de solo. As maioresprecipitações médias diárias, segundo a figura 9, não representaram as maiores perdasde solo (gramas por milímetro de chuva). De maneira geral, as perdas de solo (gramapor milímetro) foram se reduzindo à medida que a grama foi se fixando e seestabilizando do talude, com exceção do último período avaliado de 01 de dezembrode 2006 a 10 de janeiro de 2007.

A análise das tabelas 12 e 13 e da figura 9 salienta a significativa diferença desolo perdido por erosão. Para T1, a perda chegou a 11 kg em sete meses, enquantoque para T2 esta perda não chegou a 0,5 kg em sete meses.

Figura 9. Comportamento da perda de solo média para T1 e T2 e precipitação no período analisado.



A precipitação pluvial histórica regional monitorada na estação climatológicade Campos Novos – Santa Catarina, no período entre os anos de 2002 e 2005,apresenta que as médias mensais dos meses fevereiro a maio representam 32 % detoda a precipitação anual, enquanto que os meses de junho a janeiro representam 68% da precipitação média anual. Esses valores garantem que é possível estimar aperda de solo para o período de um ano.

Os valores de perda de solo, em sete meses de coleta de solo erodido,extrapolados por hectare, foram 17,15 t.ha-1 e 0,72 t.ha-1, para T1 e T2,respectivamente. Esses valores extrapolados para o período de um ano foram a 25,22t.ha-1.ano-1 para T1, sem a espécie Paspalum notatum e 1,06 t.ha-1.ano-1 com aintrodução da espécie Paspalum notatum (T2).

Valores semelhantes para perda de solo sem cobertura vegetal foram encontradospor Joly et al. (2001). Os autores estudaram a erosão e perda de solo na BaciaHidrográfica do rio Jacaré-Pepira, tributário do rio Tietê, no estado de São Paulo, eestimaram a perda de sedimentos por erosão superficial. Os autores obtiveram 0,89kg.ha-1.ano-1, 245,57 kg.ha-1.ano-1 e 15.900,03 kg.ha-1.ano-1, respectivamente para mataciliar, pastagem e solo nu. A precipitação média anual desse local oscilou entre 1300e 1500 mm, com estação seca se estendendo de maio a setembro.

Paiva et al. (2003), em estudo realizado no rio Uma, no interior do estado deSão Paulo, classificaram o potencial de perda de solo em área agrícola nos seguintesvalores médios de perda de solo na área estudada, medidos em tonelada por hectarepor ano (t.ha-1.ano-1): “muito baixo” – de 0 a 1; “baixo” – de 1 a 5; “médio” – de 5 a10; “alto” – de 10 a 20 e “muito alto” – mais que 20. Utilizando-se como referênciaessa classificação, o potencial de perda de solo para T1 pode ser considerado “muitoalto”, enquanto que o potencial de perda de solo para T2 pode ser considerado “baixo”.

O quantitativo estimado de perda de solo para os dois tratamentos pode serclassificado como “fraco”, para ambos os casos, pela interpretação do parâmetro“potencial natural de erosão”, segundo conceito de tolerância de perda de solo emsolo agrícola de Valério Filho (1994) apud Silva et al. (2003).

Carvalho (1994) apud Silva et al. (2003) elaboraram classificação quanto àperda de solo em áreas agrícolas, denominada “expectativa de perda de solo”. Nessaclassificação, a perda de solo estimada para T1 é interpretada como “média”, enquantoque a perda de solo estimada para T2 é interpretada como “nula a pequena”.

O valor do coeficiente de erodibilidade para o solo da área de estudo, obtido apartir do nomograma de Wischmeier et al. (1971), apresentou valores de 0,20 a 0,26.O intervalo do fator ou taxa de erodibilidade obtido é muito comum nas seguintes



classes de solo: podzólicos argilosos e latossolo vermelho-amarelo textura argilosa.Essa taxa de erodibilidade também pode ser encontrada nos latossolos de texturamédia, nos latossolos roxos e nas terras roxas estruturadas, a qual se encontra naclassificação atual ao Nitossolo Háplico.

CONCLUSÕES

O trabalho avaliou a perda de solo em área de empréstimo de solo, com diferentescondições de cobertura vegetal. A partir dos resultados, foi possível chegar às seguintesconclusões:

- ocorreu uma expressiva redução do potencial erosivo do solo foi constatadacom a introdução da espécie de gramínea Paspalum notatum.

- a perda de solo foi cerca de 23 vezes menor com a introdução da coberturavegetal, em relação ao experimento sem a introdução da espécie. A redução doprocesso erosivo permite afirmar que este método pode ser utilizado para recuperaçãodesta área degradada.

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